Вам понадобитсяОткройте учебник по физике 10 класса. В нем вы найдете тему «Электричество», в которой можно прочитать основные определения, необходимые для понимания изучаемой темы. Во-первых, необходимо понять, каким образом формируется электрическое поле в конденсаторе.
Как известно, конденсатор – это две плоскопараллельные пластины, имеющие заряды противоположного знака. На самом деле, это только один из подвидов конденсаторов, но его рассмотрения достаточно в данном контексте. Итак, две пластины конденсатора, имеющие разные заряды, образуют в зазоре между собой электрическое поле, энергию которого необходимо измерить.
Возьмите лист бумаги и изобразите исследуемое электрическое поле внутри обкладок конденсатора. Нарисуйте два узких вертикальных прямоугольника, изображающие сам конденсатор, а между ними - горизонтальные лучи, направленные от положительно заряженной пластины к отрицательно заряженной. Горизонтальные лучи показывают направление вектора напряженности электрического поля конденсатора. Таким образом, конденсатор скапливает в себе энергию данного электрического поля. Видно, что если бы обкладки были большего размера, то и число линий напряженности было бы больше, а значит, была бы больше и энергия электрического поля. Таким образом, изменяя конструкцию конденсатора, можно влиять на энергию запасенного в нем электрического поля. На самом деле, изменяя конструкцию конденсатора, мы, в первую очередь, изменяем его емкость.
Вспомните, каково определение емкости конденсатора. Общее определение емкости гласит, что она равна отношению заряда, запасенного на одной из пластин конденсатора, к напряжению, полученному между пластинами. Причем емкость является величиной постоянной и зависящей только от конструкции конденсатора.
Таким образом, при увеличении заряда на обкладках увеличивается и напряжение, а емкость остается постоянной. Используя понятие емкости и заряда обкладок, можно определить энергию поля конденсатора как отношение квадрата заряда на одной из пластин к удвоенному значению емкости конденсатора. Это значит, что есть два способа изменить энергию конденсатора: изменяя емкость и изменяя заряд пластин. Первый способ связан с изменением самой конструкции конденсатора: можно увеличить площадь пластин или уменьшить расстояние между пластинами. Второй способ является более очевидным, ведь вполне естественно, что если увеличивать заряд пластин, то увеличится и запасенная в конденсаторе энергия.
